План раскроя сырья на пиломатериалы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. План раскроя сырья на пиломатериалы

1.1 Выбор и обоснование способа раскроя брёвен на пиломатериалы

1.2 Расчёт средних размеров сырья, пиломатериалов и проверка выполнимости спецификации

1.3 Составление ориентировочного плана раскроя

1.4 Составление и расчёт поставов. План раскроя

1.5 Посортный состав, качественный выход, баланс сырья

2. Выбор и расчёт основного технологического оборудования лесопильного цеха

2.1 Выбор типа и марки головного бревнопильного оборудования

2.2 Расчёт производительности бревнопильных станков

2.3 Расчёт годовой производительности лесопильного цеха

2.4 Расчёт производительности многопильного станка (Ц-12)

2.5. Расчёт производительности делительного ленточнопильного станка (ЛД-125)

2.6 Расчёт производительности и потребного количества станков для обрезки и торцовки досок (Ц2Д-7А), (ЦПА-40)

2.7 Расчёт потребности в рубительных машинах и сортировочных устройств для щепы

Литература

раскрой бревно пиломатериал рубительный



1. План раскроя сырья на пиломатериалы

1.1 Выбор и обоснование способа раскроя брёвен на пиломатериалы

План раскроя составляется для действующего цеха, выбор способа раскроя производится в пределах имеющихся возможностей (например, в цехе имеются потоки, обеспечивающие и развальный и брусово-развальный способ раскроя).

Выбор того или иного способа раскроя зависит от соотношения размеров сырья и пиломатериалов, а также соотношения их качества.

Если в спецификации на сырьё преобладают брёвна толщиной, не превышающей 24 см., а в спецификации на пиломатериалы содержится большое количество обрезных пиломатериалов разной ширины, применяется развальный способ раскроя.

Развальный способ раскроя применяется также при выработке необрезных пиломатериалов, предназначенных для последующей переработки на заготовки.

При задании на выработку обрезных длинномерных высококачественных пиломатериалов с большим удельным весом досок одной ширины наиболее целесообразным является брусово-развальный способ раскроя.

Если требуется получить целые, или клеёные пиломатериалы или заготовки специального назначения, например для лыж, музыкальных инструментов и т.п., желательно применение специальных способов раскроя: развально-сегментного, развально-секторного и кругового.

Для наших исходных данных предпочтительным является брусово-развальный способ раскроя.



1.2 Расчёт средних размеров сырья, пиломатериалов и проверка выполнимости спецификации

О выполнимости спецификации на пиломатериалы можно судить по величине коэффициента способа распиловки, вычисленной по формуле:

вср/dср, где (1)

--коэффициент способа распиловки, равен для 100%-ой брусовке 0,63, а для 100%-ой распиловки вразвал--0,73.

bср--средняя ширина досок,

dср--средний диаметр брёвен.

Средняя ширина и средний диаметр брёвен в формуле выражаются в одних единицах измерения.

Средняя ширина и диаметр брёвен вычисляются по формулам:

где V1, V2, … Vn -объёмы партий досок (м3), шириной соответственно b1, b2, … bn; мм;

n1, n2, …, nn -количество брёвен в партиях (шт.) с диаметрами соответственно d1, d2, …,dn; см.

Порядок проверки выполнимости спецификации следующий:

По формулам (1.2.) и (1.3.) вычисляются величины средней ширины досок и среднего диаметра брёвен. Полученные значения подставляются в формулу (1.1.). Если вычисленное значение коэффициента меньше или равно 0,63, можно сделать вывод о выполнимости спецификации при 100%-ной брусовке.

Если вычисленное значение коэффициента больше или равно 0,73, делается вывод о выполнимости спецификации при 100%-ном развальном способе распиловки.

При большем 0,63, но меньшем 0,73, можно сделать вывод о выполнимости спецификации при частичной брусовке, т.е. при распиловке части брёвен вразвал, а части--брусово-развальным способом.

Для наших исходных данных:

Коэффициент способа раскроя =0,180,63, следовательно, спецификация на пиломатериалы будет выполнена при 100%-ной брусовке и способ раскроя брёвен на пиломатериалы в пункте 1.1. выбран верно.

1.3 Составление ориентировочного плана раскроя

План раскроя составляется на 1000 м3 пиловочного сырья. Для того чтобы уменьшить объём вычислительных работ, предварительно составляется ориентировочный план раскроя.

Сущность методики составления ориентировочного плана раскроя следующая.

Вначале производится анализ спецификации пиломатериалов по условиям трудности их получения из сырья.

К наиболее трудным для выработки относятся широкие и толстые доски. Тонкие доски небольшой толщины и ширины назначаются обычно в качестве попутного выхода при выработке «трудных» пиломатериалов.

После выбора из спецификации наиболее трудной для выработки доски вычисляется отношение ширины этой доски к наибольшему диаметру бревна из спецификации. Ширину доски и диаметр бревна берут при этом в одних единицах измерения--миллиметрах или сантиметрах. Наиболее трудная для выработки доска по отношению к диаметру бревна, из которого она будет выпилена, считается основной доской постава для бревна.

Если это отношение находится в пределах (0,6-0,8)d -выбирается брусово-развальный способ раскроя при одном брусе на первом проходе бревна, если оно больше 0,8 d -выбирается развальный способ раскроя. При отношении ширины основной доски к диаметру бревна, меньшем 0,4 d , принимается брусово-развальный способ раскроя с установкой двух брусьев на первом проходе.

Если отношение ширины основной доски к диаметру бревна находится в пределах (0,4-0,6) d, следует для данной основной доски подыскивать в спецификации на сырьё другой, более подходящий диаметр бревна.

После выбора способа раскроя первого бревна на первую основную доску определяется объём досок, который может быть получен из объёма партии брёвен данного диаметра, заданного в спецификации. Этот объём согласно теории раскроя приблизительно составляет 40% от объёма сырья. В случае если полученный объём превышает необходимый для основной доски по спецификации, то вычисляется потребный объём сырья, который необходимо из партии брёвен данного диаметра, чтобы получить полный, заданный спецификацией, объём основных досок, принимая во внимание, что заданный спецификацией объём для основной доски составляет 40% от сырья.

После выполнения объёма первой основной доски из оставшихся досок спецификации на пиломатериалы выбирается следующая, наиболее трудная для выпиловки (основная) доска. Вычисляется отношение её ширины к наибольшему диаметру из оставшихся в спецификации брёвен, принимается способ распиловки этого бревна, вычисляется полученный объём досок и т.д. до тех пор, пока не будет использовано всё сырьё, заданное в спецификации. Оставшиеся, нераспределённые по диаметрам брёвен пиломатериалы, принимаются попутными при составлении поставов на выпиловку основных досок.

Согласно предлагаемой методике из спецификации на сырьё выбираем бревно наибольшего диаметра (50 см), а из спецификации на пилопродукцию--наиболее трудную для выпиловки (основных) брусьев --(9090 мм). Вычисляем отношение ширины доски к диаметру:

90/500=0,18

Следовательно, брёвна диаметром 50 см. на основные брусья сечения 9090 мм. Необходимо раскраивать брусово-развальным способом с установкой двух брусьев на первом проходе.

При раскрое брёвен брусово-развальным способом, как уже было сказано выше, согласно теории «о брусе максимального объёма» основных досок может быть получено приблизительно 40% от объёма сырья. Поэтому при раскрое 400 м3 брёвен диаметра 50 см. основных брусьев сечением 9090 мм. должно получиться 400*0,4=160 м3. Из спецификации на пилопродукцию видно, что брусьев сечением 9090 мм. требуется 160 м3. Перепил и недопил отсутствуют. Затем переходим к планированию раскроя следующего бревна диаметром 48 см..

Брёвна диаметром 48 см. следует раскраивать для брусьев сечением 8080мм.. Отношение ширины этой бруса к диаметру бревна равно 80/480=0,17. Таким образом, брёвна этого диаметра следует раскраивать также брусово-развальным способом с установкой двух брусьев на первом проходе. При этом на 300 м3 брёвен должно быть получено 300*0,4=120 м3 брусьев сечением 8080 мм., а согласно спецификации требуется получить брусьев такого сечения 240 м3., т.е. до выполнения спецификации не хватает 240-120=120 м3 пиломатериалов данного сечения. Учитывая это обстоятельство, брёвна следующего по порядку меньшего по величине диаметра 46 см. следует раскраивать для выпиловки брусьев того же сечения 8080 мм.. Отношение ширины бруса к диаметру бревна равно 80/460=0,17.

Из 300 м3 брёвен диаметром 46 см. может быть получено 300*0,4=120 м3 брусьев этого сечения. Всего брусьев сечением 8080 мм. из брёвен диаметром 48 и 46 см. получается 240 м3. Перепил и недопил отсутствуют.

По спецификации также требуется получить 230 м3 досок толщиной 25 мм. и разной ширины. Эти доски необходимо получить как попутные при выпиловке брусьев сечением 9090 мм. и 8080 мм..

Ориентировочный план раскроя для сырья и пилопродукции.

1.4 Составление и расчёт поставов. План раскроя

После составления ориентировочного плана раскроя составляются и рассчитываются поставы для каждого диаметра бревна в соответствии с выбранным способом раскроя.

Расчёт ведём для бревна диаметром 50 см. при планировании выхода основной доски сечением 9090 мм. В спецификации кроме этого сечения имеются доски следующих сечений: 8080 мм. и доски толщиной 25 мм. разной ширины.

В ориентировочном плане раскроя для основной доски сечением 9090 мм. выбрали брусово-развальный способ раскроя с установкой двух брусьев на первом проходе. В таблицу 1 записываем толщину 90 мм., количество--1, расход ширины постава на одну доску для сердцевинной доски 46,8 мм., расстояние от центра постава до наружной пласти данного бруса равно также 46,8 мм. Ширину пласти бруса определяем по графику-квадранту. Для этого на оси абсцисс откладываем отрезок длиной 46,8 мм., восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с концентрической окружностью диаметром 50 см. На оси ординат снимаем расчётную величину пласти бруса--492 мм.. Стандартную величину и объём бруса не вычисляют и в объёмный выход не включают, так как брус раскраивается на втором проходе. Далее по той же методике записываем в таблицу два боковых основных бруса.

Для выбора толщины попутной доски надо пользоваться графиком предельных толщин досок.

Для этого на оси абсцисс откладывается отрезок 141,7 мм., восстанавливается перпендикуляр до пересечения с наклонной для диаметра 50 см., в результате получаем величину 40 мм., ближайшая меньшая стандартная величина, совпадающая со спецификационной, 25 мм.. Поэтому в качестве следующей попутной доски принимается доска толщиной 25 мм.. Расстояние от центра постава до наружной пласти доски определяется как сумма расхода ширины постава на доску 25 мм. и расстояние от центра бревна до наружной пласти бруса: 29,4+141,7=124,3 мм.. Расчётная ширина по графику-квадранту для доски 25 мм. равна 362 мм.. Стандартную ширину доски принимаем 350 мм.

Толщины следующих попутных подгорбыльных досок определяются по вышеизложенной методике. Их толщина должна быть 25 мм.

Далее рассчитываем постав для второго прохода. Ширина пласти брусов равняется 492 мм. и 410 мм. На первом проходе для бруса 492 мм. получается один сердцевинный и два боковых основных бруса. Для бруса 410 мм. два центральных и два боковых основных бруса. Расчётную ширину доски определять не нужно, так как ширина доски сформирована на первом проходе бревна при назначении толщины бруса. Поэтому сразу записываем ширину основного бруса 90 мм.. Если бы по ширине пласти бруса укладывалось чётное количество толщин основной доски с учётом припусков на усушку и пропилов, то запись следовало бы производить для двух центральных досок. Затем делаем запись для двух боковых основных досок, для которых расчётную ширину также не нужно определять по графику-квадранту.

По каждому поставу подводится итог общего полезного и спецификационного выхода в м3 и в %. Полезный выход (объёмный) (P) в процентах рассчитывается как отношение объёма пиломатериалов (Vn), полученных из сырья данного диаметра к объёму сырья (бревна) этого диаметра (Vc), умноженное на 100.

Величина объёмного выхода вычисляется по формуле:

Спецификационный выход (S) в процентах рассчитывается как отношение объёма спецификационных досок (Vс.д.) к объёму всех пиломатериалов (Vn), умноженное на 100:

Расчёт поставов для брёвен диаметром 48 см. и 46 см. выполняется вышеописанным способом.

После составления каждого постава производится заполнение соответствующей ему строки в плане раскроя.

При заполнении строчки плана раскроя для определённого постава подводятся итоги выполнения объёма пиломатериалов по спецификации.

При составлении плана раскроя следует вести подсчёт выхода всех сортиментов пилопродукции. Перепилы и недопилы сортиментов пилопродукции допускаются в пределах 5%.

После окончания составления плана раскроя определяется общий полезный и спецификационный выход на 1000 м3 сырья по формулам (4) и (5).

Таблица 1 - Расчёт постава для брёвен диаметром 50 см., 48 см., 46 см., длиной 4 м., брусово-развальным способом раскроя с установкой двух брусьев для выпиловки основных досок сечением 9090 мм., 8080 мм. и попутных досок (из спецификации) толщиной 25 мм. разной ширины. 



ПЛАН РАСКРОЯ БРЁВЕН

Порода сосна

Определяем общий полезный выход из 1000 м3 сырья

Определяем общий спецификационный выход



Раздел «Составление плана раскроя» заканчиваем расчётом посортного состава пилопродукции.

Расчёт посортного состава пиломатериалов производится с учётом нормативных таблиц посортного выхода пиломатериалов разных пород, разработанных ЦНИМОД, и ценностных коэффициентов сортности, утверждённых Министерством лесной и деревообрабатывающей промышленности.

Расчёт количества пиломатериалов Я-того сорта производится по формуле:

где С1, С2, С3, С4--количество сырья соответственно первого, второго, третьего и четвёртого сортов в % из задания,

П1, П2, П3, П4--количество (%) пиломатериалов в сырье соответственно первого, второго, третьего и четвёртого сортов.

После вычисления посортного состава пиломатериалов в %, производится пересчёт в м3. Пересчёт производится по формуле:

где МЯ--количество пиломатериалов Я-го сорта в м3,

VЯ--количество пиломатериалов Я-го сорта в %,

Vn--общее количество пиломатериалов в м3, полученных расчётом при составлении плана раскроя из 1000 м3 сырья.

Посортный состав брёвен крупных размеров (50, 48, 46 см.) следующий: 1-го сорта--50%, 2-го сорта--50%.

Определяем вначале выход отборного сорта. Из таблицы 1 приложения 12 видно, что отборного сорта пиломатериалов получается из сырья 1-го сорта-- 23,54%, из сырья 2-го сорта--9,41%. Находим 23,54% от 50%, сырья крупных размеров 1-го сорта; находим 9,41% от 50% второго сорта. Результат суммируем. В результате получаем 16,5%.

Аналогичные расчёты производим для первого, второго и третьего и четвёртого сортов. Полученные величины выхода для всех сортов пиломатериалов должны в сумме составлять 100%.

Сырья получено 642,16 м3 пиломатериалов. Разделив эту величину на 100 и умножив результат на процент выхода для каждого сорта, получим выход пиломатериалов каждого сорта в метрах кубических (м3).

Расчёт посортного состава п\м, полученных из брёвен толщиной 50, 48, 46 см.

Средний ценностный коэффициент рассчитывается по формуле:

где V0,V1,V2,V3,V4--объёмы пиломатериалов соответствующего сорта;

С0, С1, С2, С3, С4--ценностные коэффициенты пиломатериалов соответственно отборного, 1, 2, 3, и 4 сортов (взяты из таблицы 1 приложения 13);

V--общее количество пиломатериалов, полученных при распиловке 1000 м3 сырья в нашем случае равно 642,16 м3.

Вычисляем средний ценностный коэффициент:



2. Выбор и расчёт основного технологического оборудования лесопильного цеха

2.1 Выбор типа и марки головного бревнопильного оборудования

Производительность лесопильных потоков определяется производительностью головного оборудования.

Тип головного бревнопильного станка зависит от размеров и качества сырья, поступающего в переработку, размеров и качества пилопродукции, которую требуется получить из имеющегося сырья, и от требуемой мощности цеха.

Крупное сырьё хвойных пород в зависимости от породы и качества раскраивают или на широкопросветных лесопильных рамах, или на ленточнопильных бревнопильных станках.

Ленточнопильные станки--это, в сущности, единственное оборудование, позволяющее осуществлять как обычные (развальный, брусовый), так и специальные способы раскроя (развально-сегментный, развально-секторный и круговой) для выработки пиломатериалов с ориентированным в отношении пластей направлением годичных колец.

Выбор конкретной модели станка для продольного раскроя брёвен определяется максимальным диаметром бревна в комле, который ещё может пройти через бревнопильный станок.

Учитывая сказанное выше и исходные данные задания, мы выбрали в качестве головного оборудования вертикальный ленточнопильный станок.

Выбор остального (кроме бревнопильного) технологического оборудования определяется принятой технологией и размерами сырья.

Структурная схема технологического процесса.

Структурные схемы показывают принципиальное решение и построение технологических потоков, которое должно быть организовано по непрерывному принципу. В схемах должно быть предусмотрено также построение вспомогательных потоков по переработке вторичного сырья.

Рисунок 1. Структурная схема технологического процесса:

1--конвейер продольный для брёвен,

2--накопитель для брёвен с механизмом поштучной выдачи,

3--механизм подачи брёвен,

4--станок ленточнопильный однопильный для брёвен,

5--поперечный конвейер для сегментов,

6--механизм поштучной выдачи сегментов,

7--станок ленточнопильный делительный горизонтальный,

8--конвейер продольный для досок с разделительным устройством,

9--конвейер продольный для возврата горбылей,

10--конвейер поперечный для брусьев с механизмом поштучной выдачи,

11--станок многопильный круглопильный,

12--конвейер поперечный для необрезных досок с механизмом поштучной выдачи,

13--станок торцовочный с одной пилой,

14--конвейер поперечный для досок с механизмом поштучной выдачи,

15--станок обрезной,

16--конвейер поперечный для подачи досок на сортировочное устройство,

17--сортировочное устройство,

18--система управления отходов,

19--конвейер ленточный продольный для удаления горбылей,

20--машина рубительная для получения щепы,

21--сито.

2.2 Расчёт производительности бревнопильных станков

(ЛБЛ 150-1)

где Т--продолжительность смены, мин.;

Кi--коэффициент использования лесопильного потока;

КТ--коэффициент использования смены;

й--средняя длина бревна, м.;

q--средний объём бревна, м3;

Z--число резов на одно бревно;

U--скорость подачи, м/мин.

U=45 м/мин; Т=480 мин; Кi=0,69, т.к. время на распиловку бревна на головном станке tР=16 с.; КТ=0,88; й=4 м.; Z=2 шт.; q=0,84.

2.3 Расчёт годовой производительности лесопильного цеха

Когда известна спецификация сырья и установлено, каких размеров брёвна будут распиливаться вразвал и с брусовкой, рассчитывают потребное число установленных и эффективных станко-смен для распиловки 1000 м3 сырья.

Потребное количество эффективных станко-смен:

где Qi--количество брёвен i-го диаметра, распиленных по данному поставу, шт (м3);

Аi--производительность станка при распиловке брёвен i-го диаметра, шт/см (м3/см).

Расчёт количества станко-смен на 1000 м3 сырья.

диаметр бревна, см	объём древесины на 1000 м3	скорость подачи, м/мин	среднегодовая произв-ть станко-смены, м3	количество эффективных станко-смен
50	400	45	1491,8904	0,268
48	300	45	1377,1296	0,218
46	300	45	1262,3688	0,238

Итого: 1000 м3 0,724

По вычисленному количеству станко-смен определяют производственную мощность цеха (м3/год):

а) по количеству распиленного сырья

где Qi--объём распиленного сырья, принятого для расчёта потребного количества станко-смен, м3;

mЭ--количество станков в цехе в эффективных, шт.;

NЭ--потребное количество станко-смен для распиловки сырья соответственно эффективных;

С--количество смен работы цеха; Д--количество рабочих дней в году;

Кгод--поправочный коэффициент на среднегодовые условия работы лесопильного цеха.

Qi=1000 м3; mЭ=1 шт; С=1; Кгод=0,9; NЭ=0,724; Д=365-(96+8+10)=251 день



б) по количеству пропущенного сырья

Ппр.год=Пр.год*(1+Кс), (14)

где Кс--коэффициент брусовки по сырью; Кс=1

Ппр.год=312016,5746*(1+1)=624033,1492 м3/год

в) по количеству выпиленных пиломатериалов

где Q--объёмный выход пиломатериалов, %

Пгод=312016,5746*0,642=200314,6409 м3/год

2.4 Расчёт производительности многопильного станка (Ц-12)

Пр=U*Т*Кi*Кт , (16)

U=45 м/мин; Кi=0,518 , т.к. tр=8 с; Кт=0,89; Т=480 мин

Пр=45*480*0,518*0,89=9958,032 пог.м/см



2.5 Расчёт производительности делительного ленточнопильного станка. (ЛД-125)

U=145 м/мин; Т=480 мин; Кi=0,857 ,т.к. tр=40 с; Кт=0,88; Z=4 шт.



2.6 Расчёт производительности и потребного количества станков для обрезки и торцовки досок. (Ц2Д-7А) (ЦПА-40)

Сменная производительность станков для обрезки досок определяют в метрах по формуле:

П=U*T*Kм*Kr , (22)

в штуках--по формуле:

П=U*T*Kм*Kr/Lg, (23)

где Kм--коэффициент использования машинного времени=0,69

Kr=0,9; U=80 м/мин; Т=480 мин; Lg=4 м.

П=80*480*0,69*0,9=23846,4 м.пог/см

П=80*480*0,69*0,9/4=5961,6 шт/см

Производительность станков для торцовки досок при позиционном методе торцовки (шт/см):

где R--количество резов которое может выполнить станочник в течении минуты =10

R1--количество резов, приходящихся на одну доску=1,25; К=0,9



Если станки установлены в потоке, их потребное количество (Пр) определяют по максимальной производительности станков для распиловки брёвен (Пб max) и расчётной производительности станков для обрезки (По.р) и торцовки (Пт.р) досок:

2.7 Расчёт потребности в рубительных машинах и сортировочных устройств для щепы

Выбираем рубительную машину МРГ-40. Количество рубительных машин:

где П--количество кусковых отходов, поступающих в рубительные машины, %;

А--производительность рубительной машины, м3/ч;

Ац--максимальная сменная производительность лесопильного цеха в круглых лесоматериалах;

Р--число часов в рабочей смене.

Принимаем одну рубительную машину на два потока с коэффициентом загрузки КЗ=0,7229.

Расчёт основных технологических параметров сортировочного устройства.

Необходимая для разборки пиломатериалов скорость поперечного цепного транспортёра:

V=c*(b+x), м/мин. (28)

где с--количество досок, поступающих на сортировочное устройство из лесопильного цеха в минуту;

b--средняя ширина доски, м;

x--величина интервала между досками;

Т.к. при более точных расчётах (Vср.д. вносит погрешность) с получилось бы больше, то принимаем с=12 шт/мин, т.е. одна доска проходит за 5 с.

b=0,235 м; x=0,5 м.

V=12*(0,235+0,5)=8,82 м/мин =0,147 м/с

Участок для определения качества досок:

А остальные участки применяются конструктивно.

Количество подстопных мест мы выбираем исходя из количества видов сечений досок, имея одно дополнительное, т.е. в нашем случае всего четыре подстопных места.



Литература

1. Аксёнов П.Н. и др., Технология пиломатериалов, изд-во «Лесная промышленность», М., 1976 г.

2. Песоцкий А.Н. Лесопильное производство, изд-во «Лесная промышленность», М., 1970 г.

3. Покатило В.П. и др., Пособие по раскрою пиловочного сырья, изд-во «Лесная промышленность»., М., 1974 г.

4. Тюкина Ю.П. Методические указания к практическим занятиям по составлению и расчёту поставов, М., 1971 г.

Размещено на Allbest.ru

...